Experimental immunology (坂口研)

Immunity
Role of Epigenetic Changes for Treg Cell Development

制御性Ｔ細胞（Treg）による様々な免疫応答の抑制的制御
実験免疫学分野・坂口研では、免疫自己寛容の重要な機序として、正常個体中に存在し、自己と反応するリンパ球の活性化・増殖を抑制する内在性制御性T細胞(Treg)を発見し、それが機能的、発生的に特異なT細胞群であり、その異常は免疫自己寛容を破綻させ、自己免疫病の原因となることを実験的に証明した。また、この内在性制御性T細胞の減少、機能の減弱によって有効な腫瘍免疫を誘導でき、逆に、制御性T細胞を強化すれば移植臓器に対する安定な免疫寛容が誘導可能であることを実験的に示した。さらに、自己免疫病、アレルギー、炎症性腸疾患を伴うヒトの遺伝性免疫疾患のひとつが、内在性制御性T
自己免疫応答細胞の発生・機能のマスター制御遺伝子Foxp3の異常によることを証明し、制御性T細胞の異常がヒトの免疫疾患の直接的原因となる可能
アレルギー反応性を明確に示した。同時に、この細胞群の発生・機能を細胞、遺伝子研究の解説対微生物感染レベルで操作し、自己免疫病、アレルギーなどの免疫疾患の治療に研究の背景応用できる可能性を開いた。制御性T細胞の研究は、ここ数年、自己抗腫瘍免疫応答
制御性 T 細胞は過剰な免疫反応を抑えるのに必須な細胞です。制御性T 細胞の欠損または異常は致命的な自免疫疾患、アレルギー、慢性感染症、臓器移植、癌免疫などの病的、己免疫疾患やアレルギーを引き起こします。また、制御性T 細胞は移植された臓器の拒絶防止に貢献します。このよ
臓器移植拒絶反応
生理的免疫応答の制御を目指して、世界中で活発、急速な進展をみうな疾患との関わりから、制御性T 細胞を増やすと治療に役立つことが期待されています。そのためには制御性 T 細せている。制御性T細胞の広汎な医療応用を目指して活発な研究を胞がどのように発生するのかを理解することが必要です。
展開したいと考えている。ああああああああああああああああああ

骨髄
胸腺
Foxp3

抑制CD25+Treg
Foxp3Teff

Teff

抗原提示細胞1980 年代に坂口志文教授が制御性 T 細胞を発見して以来、この細胞の機能、分化について多くのグループが研

テーマ例：制御性T細胞の発生・分化の解明～エピジェネティックな変化に着目して～究を進めてきました。2003 年には同グループが制御性 T 細胞のマスター転写因子として Foxp3 を同定しました。そのDNAの脱メチル化を含むTreg特異的なエピゲノム形

後、Foxp3 による転写制御などについて研究が進みましたが、どのようにFoxp3 が発現し制御性 T 細胞が発生するか成の分子機構の解明を試みた結果、ゲノムオーガナ

CD45RAは不明でした。
イザーとして知られている転写因子Satb1が重要であFigure 1. nTreg Cells Exhibit nTreg Cell-SpecificCpG Hypomethylation Pattern
Tregはマスター遺伝子であるFoxp3を高発現(A) DNA methylation and histone modification status of Foxp3 and the Foxp3-dependent gene Il2ra. Schematic representation of the genes, homology alignmentることを見出した。実際に、Satb1欠損マウスでは下図
between mice and humans, DNA methylation profiles of Tconv and nTreg cells by MeDIP-Seq, CpG methylation status of Tconv and nTreg cells by bisulfiteする細胞として定義されているが、機能的にの様に胸腺Tregの発生が顕著に減少し、様々な臓器本研究成果の内容
安定したTregの発生には、Foxp3発現に加え786 Immunity 37, 785–799, November 16, 2012 ª2012 Elsevier Inc.
で深刻な自己免疫反応による炎症が起きることが明本研究では、制御性 T 細胞発生時に Foxp3 が発現する前に何が起こるか、すなわちどのように制御性T 細胞の分てTreg特異的なDNA脱メチル化が必須であるらかとなった。
ことを見出した(右上図)。興味深いことに、ヒト化が引き起こされるかということに焦点を置きまし
TregにおいてもCD45RAとFoxP3で分画すると、た。発生段階のエピゲノムの変化を網羅的に調Naive Fr. I
抑制能を持つ機能的なTregであるFr.I(NaïveFr. I
べた結果、制御性 T 細胞特異的なスーパーエTreg)やFr.II(Effector Treg)だけがTreg特異的な
Fr. II
ンハンサー領域の活性化が制御性
T 細胞前駆
Fr. IIDNA脱メチル化が生じていることが解った(右Fr.
III細胞でFoxp3が発現する前に起こることが明らFr. III
下図)。このことから、機能的なTregの発生にNaiveは、2つの独立した要素、すなわち Foxp3誘導 かになりました。さらに、この現象に必要な分子とCD25とTreg型エヒ◌
゚ケ◌
゙ノム形成(DNA脱メチル化)かしてゲノムオーガナイザーSatb1を同定しました。
(Foxp3)必要であることが明らかとなった。
Satb1 欠損マウスでは制御性T 細胞の胸腺でのOhkura et al. Immunity
2012.
Kitagawa et al. Nat Immunol. 2017
発生が顕著に減り、様々な臓器で自己免疫反応

テーマ例：制御性T細胞の機能発現機構の解明による炎症が起こりました（図１）。
～遺伝子改変マウスを活用して～

図１．Satb1 欠損マウスの制御性 T 細胞発生異常と自己免疫疾患

これらの結果から Satb1 によるエピゲノム成立は胸腺での制御

Figure 1. nTreg Cells Exhibit nTreg Cell-Specific CpG Hypomethylation Pattern
Tregにおける免疫抑制機能の分子機構を明確にするために(A) DNA methylation and histone modification status of Foxp3 and the Foxp3-dependent gene Il2ra. Schematic representation of the genes, homology alignment
性 T 細胞発生において現時点で最も初期のイベントであり、後にbetween mice and humans, DNA methylation profiles of Tconv and nTreg cells by MeDIP-Seq, CpG methylation status of Tconv and nTreg cells by bisulfite
は遺伝子改変マウスが有用である。当研究室では様々な遺伝制御性 T 細胞の転写制御を担う Foxp3 の発現に必須であること子をTreg特異的に欠損したマウスを用いて実験を進めている。
786 Immunity 37, 785–799, November 16, 2012 ª2012 Elsevier Inc.
が明らかになりました（図２）。Satb1 は細胞を制御性 T 細胞に分一例としてTregの抑制機能に極めて重要な分子であるCTLA-4をTreg特異的に欠損すると右図のように欠損マウスは自己免化できるように整えることから、制御性 T 細胞発生のパイオニア因
疫疾患によって致死となる。一方でこのマウスは抗腫瘍免疫子の一つであると考えられます。
は活性化しており、同種性移植した腫瘍の増殖は顕著に抑制される。つまりTregは免疫バランスの調節に重要な細胞であり、CTLA4という分子がその役割において必須であることが分かる。
本研究成果の意義
図 2．制御性 T 細胞発生メカニズム

本研究で明らかになった制御性Wing et al. Science 2008. T 細胞発生メカニズムは、制御性 T 細胞を用いた免疫細胞療法に役立つことと考えられます。通常の T 細胞を制御性 T 細胞に分化させ細胞療法に用いると自己免疫疾患やアレルギーの抑制に効果的であることが期待されますが、現時点で安定した制御性 T 細テーマ例：制御性T細胞と抗腫瘍免疫応答の関連胞を試験管内で作製することは難しいです。本研究で示した制御性 T 細胞発生初期のエピゲノム成立は、そのような～腫瘍内Treg と臨床応用～試験管内での制御性 T 細胞作製の指標となると期待されます。

が ん と Treg の 関 連 は様々な研究が示しているが、FoxP3の発現のみを指標としても機能的Tregを解析する上では不十分であることが明らかとなってきている。実際に大腸がん
でFoxP3の発現パターンを基に病態を区別し、FoxP3と予後の相関を解析すると 、 機 能 的 な Treg で あ る
Fr.IIが多い検体ではFoxP3発現が高いほど予後が悪くなっている。

また、本研究により、制御性 Tregを標的とした癌T 細胞発生初期の異常は免疫疾患に繋がる可能性が考えられます。実際、ヒトの治療の考え方としては、Tregを除去することで抗腫瘍免疫を活性化するという点である。例として腫瘍内Tregに高発現して いるCCR4に対する抗体を 用い て Tregを 除去
すると、右図の様に抗腫瘍免疫の増強が認められる知見も得られている。

Satb1 遺伝子付近の突然変異は自己免疫疾患と関連があります。これら病因の理解はより効果的な治療法模索に役立つと期待できます。

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Sugiyama et al. PNAS. 2013

Saito et al. Nat. Med. 2016

免疫寛容、制御性T細胞に興味がある方はぜひ融合棟9F実験免疫学分野までお越しください。TEL : 06-6879-4462